Sectorgerelateerde onderwerpen
Veel mensen horen het woord “afvalwater” en denken uitsluitend aan een vieze, onaangename poel van smerigheid. In feite is afvalwater dat en erger: het bevat verschillende bacteriën, schimmels, parasieten en virussen die een nadelig effect hebben op de individuele en volksgezondheid. E. coli, salmonella, tyfus, spoelworm en hepatitis (A en B) behoren tot de organismen die in afvalwater worden aangetroffen. Hoewel het klinkt als een onherstelbaar kwaad voor het milieu, bevat afvalwater eigenlijk iets waardevols: biogas. De mogelijkheid om koolstofdioxide (CO2) en methaan (CH4) uit dit schijnbaar vreselijke bijproduct te extraheren, heeft enorme implicaties voor de milieukwaliteit en energiebesparing. Het begint allemaal met anaerobe vergisting.
Het biogas uit afvalwater kan verbrandingsmotoren aandrijven die het omzetten in mechanische energie. Deze dynamiek kan op zijn beurt een generator aandrijven om elektriciteit op te wekken. Wat eens minder dan waardeloos was, is nu dus een natuurlijke hulpbron. Biogas kan één voertuig of een heel openbaar vervoerssysteem aandrijven — en doet beide momenteel. Zoals hierboven vermeld, bestaat biogas voornamelijk uit koolstofdioxide en methaan. Het bevat ook kleine hoeveelheden stikstof, waterstof en koolmonoxide. Deze componenten kunnen voorkomen in composthopen, moerassen, mest van vee, uitwerpselen van wilde dieren etc. Ze kunnen ook worden gedestilleerd uit bronnen zoals afvalwater.
Niet al het afvalwater is gelijk – althans wat betreft de biogasproductie. De hoeveelheid vaste stoffen binnen een bepaald watervolume; de pH-waarde van het water (zuurgraad versus alkaliteit); en de temperatuur spelen allemaal een rol bij de geschiktheid van het afvalwater voor biogasafvalwaterbehandeling. Dit geldt ook voor de organische belasting – een vreemde term, ja – wat een maat is voor hoeveel zuurstof wordt geabsorbeerd om het aanwezige organische materiaal in het water af te breken. Afvalwater met een lage organische belasting kan efficiënter aeroob worden behandeld; substraten met een hoge organische belasting, anaeroob.
Het doel van afvalwaterbehandeling met anaerobe vergisters is om de hoeveelheid af te voeren slib tot een minimum te beperken. Het water en slib worden in een eerste tank gedeponeerd waar ze tussen de 10 en 20 dagen blijven, verwarmd tot een temperatuur van iets minder dan 100 graden Fahrenheit. Er is geen zuurstof aanwezig. Dit vergemakkelijkt de transformatie van de daarin aanwezige organische stof. In de volgende tank worden de bestanddelen gezeefd en gescheiden: slib bezinkt naar de bodem van de tank en het water stijgt daarboven. Dit verkleint het volume afvalmateriaal dat daadwerkelijk moet worden afgevoerd. Daarna wordt het slib ingedikt en gestabiliseerd. Het resultaat van deze afvalwaterzuiveringsactiviteit met vergisters is dat 40 tot 60 procent van de organische vaste stoffen die het slib vormen, wordt omgezet in CH4 en CO2. Methaan is het meest bruikbare biogas voor afvalwaterbehandeling vanwege zijn verbrandingscapaciteit. Van de biogasproductie uit afvalwaterbehandeling, maakt dit CH4 tussen de 60 en 65 procent uit.
Het toepassen van anaerobe technieken is optimaal wanneer de organische belasting van het afvalwater hoger is. Dit betekent dat er meer organische stof per gegeven volume afvalwater is. Dit wordt soms gekwantificeerd als meer dan 4.000 ppm (parts per million). Dergelijke concentraties worden vaak gevonden in afvalwater afkomstig van bijvoorbeeld voedsel- en drankverwerkende bedrijven, terwijl datgene dat door sommige raffinaderijen en gemeentelijke rioolwaterzuiveringsinstallaties wordt uitgestoten, concentraties van minder dan 1.000 ppm kan hebben en mogelijk aerobe opties beter geschikt zijn. Wat betreft investering, energieverbruik en slibopbrengst scoort anaerobe vergisting lager dan aerobe.
De South Treatment Plant in Renton, Washington huisvest een brandstofcel die dagelijks 154.000 kubieke voet biogas omzet in één megawatt elektriciteit. Deze output is voldoende om 1.000 huishoudens van stroom te voorzien. Omdat het in plaats daarvan wordt gebruikt om de zuiveringsinstallatie van stroom te voorzien, bespaart het de King County's Department of Natural Resources and Parks jaarlijks bijna $400.000. De Central Marin Sanitation Agency exploiteert een waterrecuperatiefaciliteit in San Rafael, CA. Door anaerobe vergisting produceert de CMSA bijna al haar eigen energie, en verkoopt het overschot terug aan het net. Deze installatie verwerkt dagelijks negen tot dertien miljoen gallons afvalwater.
Als uw faciliteit afvalwater loost, heeft u er belang bij om ervoor te zorgen dat de gevaren ervan worden beperkt. Bovendien profiteert u ook wanneer deze lozing praktisch nut heeft op het gebied van energieopwekking. Industrieën zo uiteenlopend als landbouw, farmacie, olie, chemische productie, fabricage en informatietechnologie moeten in meer of mindere mate omgaan met afvalbijproducten. Met anaerobe vergisting kunnen deze pijlers van de moderne economie erop vertrouwen dat hun ecologische voetafdruk lichter – zelfs onzichtbaar – is, dankzij dit wetenschappelijke principe. Beter nog, er is minder afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en meer van wat eens giftig afval was. Anaerobe vergisting belooft een schonere toekomst.
Spreek een specialist
Vragen over anaerobe vergisting voor uw afvalwaterzuiveringsinstallatie?
